汽油发动机热效率最高是多少_汽油机的热机效率一般是多少
1.最大功率150kW、热效率41.07%,1.5T自主发动机鱼与熊掌兼得
2.既能快速升温又能长时间保持温度恒定不变——说说发动机冷却系统
3.发动机热效率一般都在多少?
4.热效率超丰田!聊比亚迪骁云1.5L发动机
5.汽车发动机的热效率如果能达到100%,会有什么样的后果?
6.热效率达41.07%!东风风神发布自主最高效发动机
7.汽油发动机热效率
内燃机技术自19世纪60年代问世以来,已经走过了百余年的历史,其功率也从早期的个位数马力不断提升到如今几百甚至上千匹马力,通常来说,一台发动机的马力越大,动力也就越强。但随着丰田第八代凯美瑞问世之后,由此也引入了一个比较新颖的概念,即发动机热效率。
发动机热效率指的是发动机有效功率的热当量与单位时间所消耗燃料的含热量的比值,简单理解就是汽油所含能量转化为输出动力的比例,比值越大说明发动机工作效率越高,最直观的表现便是车辆更省油,一箱油能跑更远了。
有意思的是,自从丰田推出高热效率发动机后,业界也有不少车企纷纷加入到了研发高热效率发动机的队列当中。例如自主品牌长城、长安、广汽等已经研发出了热效率达到38%的涡轮增压发动机,而如果我们将视野放之于全球范围内,还能找到许多热效率“逆天”的发动机。因此咱们不妨来看看,在如今的民用车领域,热效率排名前五的量产发动机又有哪些?
第五名
一汽?CA4GC?2.0T发动机
热效率:39%
搭载车型:红旗HS5
红旗HS5自上市以来,就受到了国内消费者的一致好评,这其中不仅仅源于红旗品牌本身所赋予的民族自豪感,同时还有它搭载的这台以高热效率著称的2.0T。作为目前热效率最高的国产发动机,其热效率高达39%。
为了实现高热效率,一汽用了全铝合金缸体材质、350bar缸内直喷、进排气双VVT气门正时系统以及热管理模块等技术,尽管技术相对复杂,但最终结果还是十分让人满意。
从数据来看,这台2.0T发动机拥有最大224马力和最高340牛·米,与丰田8AR-FTS?2.0T动力旗鼓相当,但根据车主口碑来看,HS5的百公里综合油耗为10.5L,汉兰达的百公里综合油耗为11.7L,由此可见一汽这台2.0T在燃油经济性上还是具备一定优势。
第四名
日产?VC-TURBO?2.0T发动机
热效率:39%
搭载车型:天籁、QX50
对于日产而言,“技术日产”四个字绝不是一句白喊的口号,旗下最新研发出的VC-TURBO?2.0T发动机,可谓用硬实力诠释了什么是不鸣则已一鸣惊人。这台代号为KR20DDT的2.0T发动机是全球首款支持“可变压缩比”的量产机型,能够根据需要在8:1与14:1之间进行智能切换。
由于这台2.0T发动机用了独特的多连杆结构,从而也提升了发动机的热效率。据相关工程师透露,日产2.0T发动机的热效率为38-39%,如果结合全新的e-POWER混动技术,其热效率将达到45%,比丰田的THS混动系统还要更高。
更厉害的是,这台2.0T发动机还拥有媲美3.5L?V6发动机的动力表现,其最大功率252马力,峰值扭矩380牛·米,搭载该发动机的天籁实测破百成绩为6.4秒,这已经能说明很多问题了。
第三名
本田?地球梦2.0L混动系统
热效率:40.6%
搭载车型:雅阁、CR-V、皓影、奥德赛
从某种意义来说,本田的混合动力系统能够走到今天,很大程度是被丰田“逼”出来的。上世纪90年代末期,当本田还在一心专研高功率发动机时,丰田已经在混动技术上酝酿多年,因此早期搭载单电机IMA系统的Insight自然难以同丰田普锐斯抗衡。
而随着技术的不断更迭,本田IMA也升级为i-MMD,全新的混动系统不仅在混动技术上绕开了丰田的专利,甚至还借助于高效电机与串并联结构的加持,做到了与当今丰田THS混动系统近乎一致的性能表现。
值得一说的是,尽管本田没有像丰田一样去大力宣传它的热效率,但事实上本田2.0L?i-MMD系统的热效率却高达40.6%,仅次于丰田的41%。在实际使用中,雅阁混动与凯美瑞混动的综合百公里油耗也基本处在一个级别。
第二名
丰田?Dynamic?Force?2.5L混合动力
热效率:41%
搭载车型:凯美瑞、亚洲龙、全新汉兰达、ES等
自从丰田迈入到TNGA时代,热效率就成为它宣传的重点“项目”之一,旗下最新的M20系列,A25A发动机的热效率均高达40%,此外,2.5L混动系统热效率更是达到41%。要知道,内燃机技术发展到今天,每1%的热效率提升对于车企而言都是极为苛刻的,而丰田在这套成熟的混动系统基础上,还能将发动机热效率提升到41%,其功力之深绝对是同行难以想象的。
具体来看,这套混动系统中发动机能够提供178马力,电动机提供120马力,其系统综合功率约为214马力,对于家用B级轿车来说还是十分富余。此外,丰田混动与本田混动系统本质上的区别在于,丰田的工作逻辑侧重于电动机发动机,使发动机始终处于最佳效率区间;而本田的工作逻辑更接近增程式原理,即发动机大部分时候负责供电,在中低速时由电机驱动,仅在高速行驶或急加速时发动机参与驱动。
不得不说,二者在油电混动系统方面可谓是各有千秋,但论成熟度和市场认知度,丰田发力时间更早,势必也要更胜一筹。
第一名
马自达SKYACTIV-X?2.0L发动机
热效率:43%
搭载车型:CX-30、马自达3(均为海外版)
马自达能够造出全球热效率第一的发动机,着实让人感到意外,不过对于这位汽车界的“理科生”来说,倒也不是不可能,毕竟当年连转子发动机都量产过,还有什么困难能够阻挡它?
2019年,马自达推出了全新SKYACTIV-X?2.0L发动机,其发动机热效率高达43%,最大功率达到188马力,峰值扭矩为222牛·米,即便是丰田最新的Dynamic?Force?2.0L发动机,在参数上也无法与之匹敌。
马自达为了拿下这个“第一”,使尽了浑身解数。首先,这台发动机使用了SPCCI火花控制压缩点火技术,可实现超稀薄燃烧;其次,为了给均质压燃创造条件,马自达也用了火花塞点火的手段来提高气缸内的压力和温度。
上市初期,马自达仅在欧洲市场上推出这台全新2.0L发动机,但有消息表明,即将在今年进入国内的CX-30也将搭载全新2.0L发动机,届时马自达粉丝估计要集体“高潮”了。
结尾:不得不说,如今的内燃机技术早已是今非昔比,而从当下的趋势来看,日系汽车制造商更热衷于打造高热效率发动机。相信在未来,我们还能看到更多车企推出更先进的发动机,并将内燃机技术带入到一个全新的起点。如果是你,会看好它们中的哪一款?
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最大功率150kW、热效率41.07%,1.5T自主发动机鱼与熊掌兼得
导读:俗话说得好“买车容易养车难,难不难油费是关键”,因此汽车油耗就成为了消费者们最重视的购车因素。而影响油耗高低的因素有很多,但最为关键的还是汽车发动机的热效率,在同等条件下,热效率高的车型就越省油。而今天要跟大家聊得是全球热效率最高的三款发动机(已经量产使用的),榜首实至名归,丰田屈居第二,而本田也有发动机上榜!
NO3、本田2.0L自然吸气发动机。本田发动机是全球故障率最低的,它的可靠性和爆发力都是非常强的,而它所用的材质是全铝合金的,其特有的i-VTEC技术是非常先进的。该发动机已经在本田旗下的大部分混动车型上搭载,比如本田雅阁混动、本田CR-V很多和本田皓影混动等,它是一款油电混合发动机,其最大压缩比可达13.5:1,峰值扭矩为175N.m,热效率高达40.6%,目前排名全球第三位。
NO2、丰田2.0L、2.5L发动机。丰田发动机也是全球公认的,它的稳定性和经济性都是非常强的,而丰田在TNGA架构下打造而出的M20A-FXS的2.0L发动机和A25B-FXS的2.5L发动机,其VVT-IE技术都是非常先进的,另外它们的材质也是纯铝合金的。该发动机也是在丰田旗下的大多数混动车型上搭载,比如丰田凯美瑞双擎车型,它们也都是油电混合发动机,其压缩比高达14:1,峰值扭矩为221N.m,热效率高达41%,目前排名全球第二位。
NO1、马自达Skyactive-X2.0压燃式汽油机。马自达汽车在发动机热效率方面,一直是非常领先的,而在创驰蓝天技术加持之下,新推出的这款Skyactive-X2.0压燃式汽油机,是目前公认热效率最高的发动机。它拥有机械增压、电动VVT、EGR和超高压喷射系统等先进技术,其压缩比高达18:1,热效率更是达到了令人可怕的50%。不过为了提升发动机的稳定性,马自达也是做出了一些调整,目前它在马自达3和马自达CX-30海外版车型上都有搭载,它的压缩比高达16.3:1,最大扭矩可达224N.m,热效率为43%。
写在最后,以上三款发动机是目前热效率最高的,马自达高达43%,丰田为41%,而本田为40.6%,它们的技术非常成熟,而且已经在市场上广泛使用。而我们国产车也是有很大进步,前不久长安汽车所推出的蓝鲸系列发动机,其热效率也是达到了40%。最后,大家对此是怎么看的呢?
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
既能快速升温又能长时间保持温度恒定不变——说说发动机冷却系统
文/弯道不超车
在电动化的大幕下,很多人都认为我们熟悉的汽油发动机已经到达了瓶颈。基于目前技术的确很难突破,因为目前大部分发动机的热效率只在36~38%之间。
丰田成功创造了40%的民用车世界最高热效率,甚至在混合动力的阿特金森发动机上创造的纪录达到了41%。那么我们自主品牌发动机,距离这个世界最先进水平还差多远?
近日,东风风神发布了一款代号为C15TDR的新一代自主研发发动机,其中的C15TDR发动机的动力版热效率达到39%,经国家质检中心验证最大功率为150kW、最大扭矩320Nm,换算为升功率和升扭矩后达到了惊人的102kW/L和217Nm/L。
难以置信的是,C15TDR发动机还有一款高效版,经中汽研验证其高效版热效率高达41.07%,成为获得中汽研和国家质检中心双重认证的“中国最强”发动机。那么C15TDR发动机是如何做到的?
C15TDR发动机是基于平台化、模块化理念开发的东风全新一代高性能增压直喷汽油机,在设计之初,C15TDR发动机就是东风公司应对五阶段油耗和国6b?RDE排放开发出来的,并具备国7潜力。它汇集了当前世界上最新一代内燃机的众多新技术和开发理念。
例如用了高效抗爆震快速燃烧系统、智能热管理系统及深度降摩擦技术,集成了阿特金森循环、350bar高压喷射系统、高滚流比进气道和高压缩比燃烧室、低惯量高效电控增压系统、高压冷却EGR、全MAP可变机油泵等行业先进技术。
一副1.5T发动机若要达到现在主流的1.8T~2.0T动力输出水平,首先必须提高燃烧效率。C15TDR发动机用了高效抗爆震快速燃烧技术,这里面包含高滚流的气道,相比第一代机型滚流比提升了21%,通过燃烧系统的匹配化,C15TDR发动机可以使得点火前峰值湍动能提升50%;先进的350bar的喷射系统,可以使喷射的粒径可以减小17%。这些都是它高效抗爆震快速燃烧系统里面最核心的亮点,从而奠定了动力性能与燃油经济性的基础。
如何在有限的排量内最大限度的压榨每一升排量的动力性能,工程师们普遍用的是涡轮增压技术。而C15TDR发动机用了低惯量电控增压器,将更多空气压进气缸参与燃烧,使得1.5T发动机爆发出惊人的320Nm的扭力,这已经达到许多现役2.0T涡轮增压发动机的扭力水平。而且能最大限度的减轻了涡轮迟滞问题,真正实现低速高扭,响应更快,0-30km/h加速时间小于3秒,2秒过灯。
特别值得表扬的是,C15TDR发动机拥有宽平台大扭矩的特性,起爆发力不仅体现在低速起步阶段,即便在高速状态下依然拥有充分的加速能力,80-120km/h的加速时间低于5秒,让高速超车变得更加轻松、安全。
其实,单纯提升动力还不是最难的的,如何在拥有高功率和高扭矩的同时,又能获得优秀的燃油经济性才是关键!这也是车主们在用车时特别关心的问题。
为提升发动机的热效率,行业普遍用阿特金森或米勒循环、缸内直喷、提高压缩比等技术手段。东风风神则创新性的用高效燃烧技术、深度降摩擦技术和智能热管理技术三大技术包,系统性的提升发动机的燃耗效率降低能量损耗。其中高压冷却EGR、暖风控制阀、双腔油底壳、以及电控活塞冷却喷嘴,这四项技术属国内汽油机首次量产应用。
例如外部冷却式废气再循环(C-EGR)技术,通过将废气经过专门的冷却器进行冷却后返回气缸内,抑制爆震,减少壁面传热,提升燃烧效率,这款发动机的EGR率甚至达到20%,处于行业的领先水平。
再比如深度降摩擦技术,C15TDR发动机为此集成了全可变排量机油泵、低粘度机油、电控式活塞冷却喷嘴等20多项降摩擦技术,将摩擦功降至0.4bar,达到丰田等领先车企的水平。
发动机要实现更好的经济性,时刻让发动机保持最佳的运行状态很重要,这就用到了热管理技术。第三代发动机的一个重要的特征就是用高效率的热管理技术,既要让涡轮增压发动机在冷启动时快速升温(特别是冬季高寒地区),又要保证高负荷工作时温度不能太高。为此C15TDR发动机用智能热管理模块,其独立电机控制的高集成度智能热管理模块,加快冷启动暖机速度,让发动机时刻处于最佳的运行状态。
种种努力之下,C15TDR发动机在热效率方面表现非常出色,动力版在保障强悍动力输出的状态下依然能达到39%的热效率,其高效版热效率更是高达41.07%,达到比肩丰田自然吸气发动机的水平,是目前涡轮增压发动机世界最高效水平。同时,在排放方面,C15TDR发动机已经完全可以满足国6?bRDE排放法规的需求,同时具备了国7排放潜力。
最后,还有一个车主们非常关心的问题就是发动机的可靠性怎么样??
C15TDR发动机在开发过程中,完成了“高温(吐鲁番)、高原(昆仑山口)、高寒(冬季黑河)、高湿热(海南)”的环境严苛测试考验,整车实验累计里程超过700公里,这个里程相当于绕赤道175圈,台架试验累计超过4.3万小时。
自主品牌核心动力技术距离世界先进水平还有多远?东风风神的C15TDR发动机给出了很好答案。
展望未来,1.5L是小排量涡轮增压发动机的黄金排量和未来方向,甚至某些时候它比2.0L涡轮增压还要重要。而主机厂要想在未来很长时间内建立核心技术优势,必须在小排量发动机技术上占领制高点,显然东风风神已经打响了这场攻坚战。C15TDR发动机凭借国际最先进的技术架构以及博世、博格华纳等国际品牌技术合作夹持,已经具备了与世界一流发动机一较高下的实力。从这副发动机身上,我们也看到了自主品牌突破核心技术,创新研发的希望。
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发动机热效率一般都在多少?
有网友咨询,说汽车真是一个神奇的东西,冷车启动后几分钟时间,水温就达到正常了,暖风也热了,但是之后你不管怎么开,温度始终都能保持不变,这究竟是怎么做到的?这个问题挺有趣的,相信有很多网友也想知道,下面我来详细的给大家说一说发动机的热量是如何来的,又是如何去的,冷却系统是如何工作的,是如何让发动机既能快速升温、又能长期保持稳定的温度。
汽车上所使用的发动机是一种内燃机,它的本质是一种能量转化工具,即把燃料(汽油、柴油、乙醇、天然气等)的化学能转化为机械能。但是这个转化过程并不是一步就能完成的,而是首先把燃料燃烧,把燃料内部储存的化学能以热能的形式释放出来,然后热能再推动发动机的曲柄连杆机构旋转做功,转化为机械能对外输出。大家都知道,推动汽车行驶的是机械能而不是热能,所以燃料的化学能转化为热能再转化为机械能就是内燃机的基本工作原理。
那么燃料燃烧后释放出的热能能完全转化为机械能吗?答案是不能,所有的能量转换过程都必然伴随着能量的损失。对于汽车发动机来说,转化的效率还相当的低(通常把这个转换效率称为发动机热效率)。对于汽油机而言,现在最先进的汽油机最高热效率也只有41%,也就是说,汽油机燃烧1kg的汽油所产生的热量,最多只有41%的热量转化为机械能用来推动汽车行驶,其余的热量都白白浪费掉了;而我们在日常行驶中,发动机的平均热效率也就在30%左右。对于柴油机而言,热效率能稍高一些,最高可以达到45%左右,日常行驶平均可以达到35%左右,这也是柴油车油耗更低、经济性更好的原因之一,所以很多特别注重经济性的卡车都使用柴油机,在欧洲很多乘用车也使用柴油机,这是与中国最大的不同。
那么燃料燃烧后多余的热量哪儿去了呢?这些热量一小部分用来保持发动机正常的工作温度,其余的都需要散发到周围的空气中去,这就是汽车在夏季成为一个个“热岛”的主要原因。那么如何让发动机在任何工况下都能保持正常的温度,并且快速有效的将多余的热量散发到空气中,这就是发动机冷却系统的功劳了。
首先来看看发动机的正常工作温度是怎么回事。发动机在工作时,燃烧室内的最高温度可以达到2000°C,而环境温度一般在-30°~30°C之间,那么该如何平衡这种温度差呢?工程师在长期的实践中发现,如果能把发动机的温度控制在80°C~90°C之间,就可以把燃烧室的温度控制在500~600°C左右,在这种状态下燃料在燃烧室内的燃烧状态最好,发动机的热效率和各方面性能都处于最佳状态,所以80°C~90°C就是所谓的发动机正常工作温度。当然现在有些高强化的发动机工作温度可以达到100°C以上,比如说轿车使用的汽油发动机正常工作温度一般在95°C~105°C之间,卡车使用的高强化柴油发动机正常工作温度一般在85°C~95°C之间(个别也有更高的,比如带有热管理系统的玉柴发动机)。
如果发动机温度过高或者过低会怎么样呢?前文说过,发动机最佳的工作温度区间就是80°C~90°C,发动机上各种零部件的最佳工作温度和配合间隙都设计在这个区间,比如活塞与气缸之间的间隙、活塞环的开口间隙等等,同时机油的最佳工作温度也在这个温度范围内。如果温度过低的话,会导致润滑油粘度增大,发动机磨损加剧,有数据表明,发动机80%的磨损量都是在低温启动时造成的;如果发动机温度过高的话,会导致润滑油粘度下降,润滑不良,零部件间隙减小甚至消失,最终造成拉缸、化瓦等严重的机械故障。所以发动机温度过高或者过低都会对发动机使用寿命造成很大的影响。
那么如何保持发动机正常的工作温度呢?这就需要在发动机上安装冷却系统。在汽车上冷却系统的作用就是让发动机在所有工况下都保持在正常的温度范围内。不仅仅是给发动机散热,同时也要防止发动机过冷,此外还要在冷启动时让发动机快速升温,尽快达到正常的工作温度。
根据冷却介质的不同,发动机的冷却方式分为风冷式和水冷式两种。风冷式只在一些特种车辆、部分工程机械以及摩托车上使用,总体来说使用范围较小,对发动机的温度控制也不够精确,在汽车上已经很少使用了。现在的汽车上绝大多数使用的都是水冷式冷却系统。虽然名字叫做“水冷”,但其实冷却介质并不是水,而是一种具有防冻和防沸功能的特殊冷却液,它具有比热容大、沸点高、冬季防冻等特点,能够满足现在高强化发动机的使用需求。在正常使用情况下是严禁加水的,否则会导致冬季结冰、发动机高温?沸腾等严重的故障。
发动机的水冷系统学名为强制循环水冷系统,系统结构包括水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿水桶、发动机机体和气缸盖中的水套以及其他附加装置等,它的工作原理比较简单:水泵是冷却系统中的动力元件,它将冷却系统中的冷却液加压,使之在系统中循环流动。冷却液从气缸壁吸收热量之后温度升高,然后向上流入气缸盖,最后流入散热器,散热器将冷却液的热量散发到周围的空气中。为了加快散热,通常使用风扇来给流过散热器的空气加速。冷却后的冷却液从散热器底部重新流入水泵,继续参与循环。就这样冷却液源源不断的循环流动,将燃料燃烧后多余的热量带走并散发出去。
如果冷却系统仅仅是这样工作的话,它是不能满足汽车工作需求的,因为发动机在不同工况下产生的热量是不一样的,需要散发出去的热量也是不一样的。比如发动机在冷启动时,需要迅速提升发动机温度,此时的发动机需要保温,尽可能少的散热;在汽车低速低负荷运转时,需要保持发动机温度不降低,此时需要维持一定的冷却强度;在发动机高速高负荷工况下,需要冷却系统最大限度的把多余的热量散发出去,避免发动机高温,此时冷却系统需要全负荷工作,等等。为了满足发动机各种工况下的冷却需求,因此在冷却系统中设计了冷却强度调节装置,它可以调节发动机在不同工况下的冷却强度,让发动机尽可能的保持在正常工作温度范围内。常见的冷却强度调节装置有百叶窗、节温器、电动风扇和风扇离合器等,这些装置才是冷却系统的核心技术。发动机能快速升温、又能长期保持稳定的温度,就是这些装置在起作用。
1、百叶窗:很多老司机应该能记得,在上世纪八九十年代的解放141、东风140等汽车上,都有一个百叶窗调节器。在夏天把百叶窗全部打开,加强水箱的散热;在冬天把百叶窗关闭,让水温上升的更快。所以百叶窗的作用就是调节流过散热器的空气流量,当它开启时,空气可以全部流过散热器,散热强度高;当它关闭时,空气无法流过散热器,散热强度低。不过现在的汽车已经很少使用百叶窗了,更多的使用电子风扇和风扇离合器来调节散热器空气流速和流量。
不过百叶窗也并没有完全绝迹,在部分车型上仍在使用,并且越来越智能化,一般使用电控模块根据发动机的温度来调节百叶窗的开启角度。比如在宝马车上使用的智能型百叶窗,它由一个电控单元控制,在发动机水温较低时自动关闭,使发动机快速升温;然后会随着发动机温度的升高,逐渐增大百叶窗的开启角度,使更多的空气流经散热器,加强发动机的散热。此外还有福克斯ST等车型上的进气风冷格栅主动关闭系统,其实就是电控百叶窗。
2、节温器:节温器是发动机上最重要的冷却强度调节装置,它的作用是随发动机负荷和水温的大小而自动改变冷却液的流量和循环路线,保证发动机在适宜的温度下工作。当它关闭时,冷却水在发动机中封闭运行,不流经散热器,其水流路线短,散热强度小,称为水冷却系的小循环,此时发动机可以快速升温;当它开启时,冷却水流经散热器,其水流路线长,散热强度大,称水冷却系的大循环,此时发动机温度上升较慢。不过发动机在实际运行时,大小循环一般是同时存在的。
发动机的大循环和小循环水流量能差多少呢?对于普通的家用车来说,一般冷却系统中冷却液的总量大约是6升,在小循环时在发动机中封闭运行的冷却液大约是2升,另外的4升在散热器中。如果节温器损坏,比如它不开启了,发动机中就只有2升冷却液冷却发动机了,显然是不够的,所以发动机就会高温、开锅;如果节温器始终卡死在开启的位置上,那么发动机就要加热全部的6升冷却液,并且热量还会源源不断的通过散热器散发出去,所以发动机的水温不容易升高,长时间处于冷态,会导致发动机磨损加剧。
早期的节温器都是机械式的,利用石蜡受热膨胀的原理来开启和关闭阀门,从而来控制冷却液的大小循环。现在有越来越多的车型用了电子节温器,它的工作原理与石蜡式节温器是一样的,只是感温和控制元件用了电子元件,控制更精准。此外,在节温器上还标注了它的开启温度,对于某些柴油机来说,节温器还分为高温型(82°C开启)和低温型(75°C开启)两种,一般在夏季使用低温型,尽早让冷却系统开启大循环,可以避免发动机过热;在冬季使用高温型,让大循环开启延迟,让发动机尽快升温。如果在冬季仍然使用低温型的节温器,发动机也会出现过冷的故障。
3、电子风扇:在汽车散热水箱的后面一般都会有一到两个风扇,它的作用是让更多的空气流经散热器,增强散热器的散热能力,加快冷却液的冷却速度。现在的乘用车上基本都是使用电子风扇,用电机来驱动风扇的旋转,由发动机控制单元来控制它的启停以及调节转速的高低。在发动机温度低时不启动,在发动机超过正常温度时开始启动,并且温度越高转速越快,对水箱的散热作用就越大。如果由于某种原因导致风扇停转了,发动机就会高温;如果在水温正常的情况下风扇仍然高速旋转,一般是温控器、发动机控制单元或者相关的线路出故障了。此外现在的发动机上都有一种保护机制,当电子风扇控制系统收不到任何信号或者信号错误时,会强制风扇高速旋转,以加强散热,避免发动机高温。
4、风扇离合器:在商用汽车上,比如自卸卡车、半挂车、部分工程机械等,它们的冷却风扇是由曲轴直接驱动的,风扇的转速也与曲轴同步,它的冷却强度是非常大的。为了能更好的控制风扇转速,通常在曲轴和风扇之间通过一个风扇离合器实现来柔性连接。这个风扇离合器一般是硅油式的,硅油具有受热膨胀、粘度增大的特点。当发动机水温较低时,硅油粘度低,风扇与曲轴的结合强度较低,虽然曲轴高速旋转,但是风扇转速却较低,发动机冷却强度较小,可以快速升温;当发动机水温较高时,硅油粘度增大,风扇与曲轴几乎完全结合为一体,随曲轴高速旋转,发动机冷却强度大,避免发动机过热。判断风扇离合器是否正常的一个方法就是在发动机温度较高时用手转动风扇,如果转动阻力较大说明风扇离合器是正常的,如果转动很轻松就说明风扇离合器已经损坏,需要更换了。
现在我们就可以来回答文章开头提出的问题了:当发动机冷启动时,节温器关闭,冷却系统处于小循环,同时风扇停止转动,百叶窗关闭,发动机加大喷油量,此时的发动机热效率是很低的,20%都不到,更多的热量用来给发动机升温,所以发动机可以在几分钟之内就把温度提高到正常工作温度;当发动机温度正常以后,冷却强度调节装置起作用,始终将发动机温度控制在一定范围内,并且会随着发动机负荷与温度的变化随时调节冷却强度,即使长时间行驶也不会出现温度过高或过低的情况。
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热效率超丰田!聊比亚迪骁云1.5L发动机
传统理论认为,一般蒸汽轮机热效率为4%-8%;汽油发动机热效率为25%-35%;柴油发动机的热效率为35%-45%。
之所以发动机不能达到100%的热效率,主要与以下几方面有关:
一、摩擦损失。
发动机要把热能转化为机械能,需要非常复杂的机械结构才能完成,这些由众多金属机械零部件组成的复杂机械结构,在快速运转过程中,运动零部件之间不可避免会产生摩擦,造成动力损失和机件损坏。学过初中物理的都知道,摩擦会产生阻力,那么发动机自身运转必然也要损耗一部分能量。
二、热量损失。
发动机是热能转化为机械能的机器装置,燃料燃烧产生的温度高达上千度,另外金属机械零件运动摩擦也会产生高温,如果发动机零件长时间处于高温条件下运行,会很容易出现摩擦力增大,金属熔融,甚至爆缸烧瓦的恶故。
因此,为了保证发动机金属零部件能够在稳定温度状态下工作,汽车厂商就利用水的冷却特性,用循环水对发动机进行降温,因为水的最高温度为100度,为了保持水的这个温度,一般是取散热器和强制风将热量释放到空气中,这样就会将大量的热量带走,这是热能损失的主要原因之一。
汽车发动机的热效率如果能达到100%,会有什么样的后果?
[汽车之家?发动机技术]?“热效率”这个词近两年在汽车媒体圈出现地频率增多了,因为国内的发动机在不断刷新记录。但即便如此,比亚迪最近一次专题活动的PPT上,“43%全球量产汽油发动机最高热效率”一句话还是震撼到了在场的所有人。因为它意味着比亚迪全新1.5L发动机超过了日本丰田一直保持的量产最高热效率记录(41%)。而这只是一个开端,即将到来的还有比亚迪DM-i混动平台。
——?最高热效率这件事很重要嘛?
为了不让大家误解这个概念,我们首先要明确最高热效率的发动机≠最省油的发动机,因为最高热效率只是一个峰值,所以只能说在特定工况下,比亚迪这台1.5L机器是全世界最省油的量产汽油机。评判一款发动机是否省油,还有看它整体的高效区间够不够宽广。 虽然不能完全代表省不省油,但最高热效率值较大的发动机,它的综合燃油经济性不会太差。因为发动机的基本性能决定了,热效率如梯田一般,其顶点很高,那么它的平均海拔往往也是比较高的。 在过去很长一段时间内,中国品牌车企的汽油发动机最高热效率在37%以内,近些年从奇瑞1.5T的37.1%,广汽2.0T的38%,一汽2.0T的39%,再到长安蓝鲸1.4T的40%、广汽2.0L混动专用发动机的42.1%(未量产),中国发动机在热效率方面的挖掘取得了飞快地进步。而比亚迪的这台新机器将很快打破这样的记录。 从外界来看,近些年的比亚迪似乎一心扑在了新能源上,在传统燃油发动机方面的消息并不多。然而今年背后的努力终于结出了果实,7月份的成都车展上亮相了全新的骁云1.5T发动机(476ZQD),而最近又发布这款追求高燃效的骁云1.5L自然吸气发动机(472QA)。两者有着怎样的关系,后者又是怎样突破最高热效率,打败丰田和中国品牌对手的呢?——?论热效率,它是如何干过丰田的?
这台发动机目前不会单独出现,与之匹配的是全新插电式混合动力系统,比亚迪称之为DM-i超级混动平台。关于新平台,官方目前只公布了发动机部分,剩下的电机、变速箱、电池等信息之后才会陆续曝光。 此前的比亚迪混动车型归属于DM-p平台,它们追求高性能输出,骁云1.5T发动机(476ZQD)也是一台注重性能的机器;而骁云1.5L自然吸气发动机则是DM-i平台下的核心动力,它更注重燃油经济性。 虽然这台发动机的热效率指标达到了世界前列,但它的硬件配置并不算“丰富”,因为它做了很多减法,它没有缸内直喷、没有排气侧VVT正时机构、没有涡轮增压器等等。 歧管喷射虽然不及缸内直喷来得更直接,喷油雾化效果更好,但对于这台不追求高功率输出的发动机来说足以满足需求。省去直喷系统和涡轮增压系统两个大部分,便让发动机的成本大大降低了(千元级)。 比亚迪重新设计了活塞造型,提高滚流效应。并且用小缸径、大行程的气缸设计,让燃烧室内的混合气在点火时更集中,燃烧效果更好。再以阿特金森循环、冷却EGR等技术,让这款发动机在出如此高压缩比的状态下依然能有比较好的爆震控制。 为了提升燃效,减低排放,它使用了EGR废气再循环技术,将一部分燃烧后排出的气体再次引入到气缸内,进行二次燃烧。为了提升燃效,用了高EGR率,更多的废气被二次引入气缸里。水冷系统对高温废气进行降温(降到100℃左右),防止爆震、不正常燃烧等问题。 摩擦损失是发动机燃效的杀手之一,减低摩擦损失是这台发动机上的重要设计目标。为此它的曲轴连杆、活塞、凸轮轴等零件进行了重新开发。另外,官方推荐使用0W-20低粘度机油,也是降低摩擦的一种方式。 工程师表示这台发动机多数情况下都会在2000-3000转运转,因为这是最高效的区间。为了改善发动机的NVH问题,也特意对这个转速区间的NVH问题进行了优化。——?说了半天,什么时候量产呢?
虽然官方没有透露这套混动系统的原理和参数,但称其支持纯电续航60-80km,油耗在4L/100km以内(亏电状态下),且用“E-CVT”来描述了其变速机构。因此,可以猜测其原理可能类似丰田的混联方式,当然最终方案是怎样的,我们还是保持期待吧。总结:
从早年间比亚迪速锐国内首搭自主研发1.5T涡轮增压发动机和6速双离合变速箱,到现阶段量产刀片电池的比亚迪汉EV,比亚迪在技术上往往让人出乎意料。这套基于43%最高热效率发动机的DM-i混动系统将会有怎样的实际表现,用不了多久我们就知晓答案了。(文/图?汽车之家?夏志猛)热效率达41.07%!东风风神发布自主最高效发动机
什么是热效率?热效率指的是:当燃油在发动机内进行充分燃烧时,将所产生的热量转化成机械能并加以利用。而这个转化比例,也就是我们通常所说到的热效率。如果热效率达到100%,也就意味着在进行燃烧时,不产生任何热量,同时在经过所有零部件时,没有产生任何消耗,而且还要求在燃烧时,必须做到充分燃烧。从理论上来讲,要想发动机的热效率达到100%,以目前的技术水平是根本做不到的。
常见的发动机热效率:
1、蒸汽轮机热效率:4%-8%
2、汽油发动机热效率:25%-35%
3、柴油发动机热效率:35%-45%
发动机的热效率不可能达到100%。原因其一:发动机材质不能接受这么高的温度,发动机都是由金属制造,金属有一定的耐热点,超过一定的温度就会变形,导致零件损毁,所以必须一部分的热能传递给冷却液,也就是散热。
其二:发动机机械运动会损失很大一部分的热量,发动机的核心部件是活塞连杆机构缸体、曲轴,有产生的热能,推动零部件工作输出动力,零件运动摩擦也会损失一定的热量,降低发动机的热效率。
其三:废气排除也会损失热量。发动机的工作原理:进气、燃烧、排气往复不断。排气过程一是损失部分热量,另一部分人呢过转化为动能,推动气体运动。热效率不要说百分之百,41%已经很不容易了,如果50%的马自达创驰蓝天二代实现,那绝对是具有里程碑式的突破。其实发动机也是热机的一种,只要是热机,就不可能达到100%,如果达到了,那么之前所建立的一系列科学认知,一些方面都要打破,这是一件非常可怕的事情。汽油发动机热效率
易车讯 9月9日,东风风神在武汉发布了一款代号为C15TDR的1.5T涡轮增压发动机,经中汽研华诚认证,其热效率高达41.07%,获得该单位颁布的“能效之星”认证证书。
东风风神C15TDR发动机动力版通过了国家汽车质量监督检验中心净功率认证,达成了惊人的102kW/L升功率和217Nm/L升扭矩,成功将国内自主品牌发动机研发水平提升至国际一流水准,成为获得中汽研和国家质检中心双重认证的“中国最强”发动机。
对汽车动力性能的评价,离不开功率和扭矩这两个参数。而对于一台发动机而言,每升排量能够压榨出的动力输出——升功率和升扭矩这两个参数,是客观评价一台发动机动力技术的重要指标。而东风风神新款发动机C15TDR的动力版最大功率为150kW、最大扭矩为320Nm,换算为升功率和升扭矩后达到了惊人的102kW/L和217Nm/L,绝对处于行业领先水平,与合资品牌动力相比也毫不逊色。
在C15TDR发动机上,东风风神用了高效抗爆震快速燃烧系统、深度降摩擦技术和智能高效热管理技术。燃烧系统集成了阿特金森循环、350bar高压喷射系统、高滚流比进气道和高压缩比燃烧室、低惯量高效电控增压系统、高压冷却EGR等技术。三大技术包使得发动机的动力性能与燃油经济性均得到大幅提升,动力表现迅猛。
高效环保超低能耗,排放满足国6b
除了升功率和升扭矩,发动机还有一个重要的指标就是热效率,更高的热效率意味着更加充沛的动力和更加节能省油的运行状态。C15TDR发动机高效版用更高的压缩比使得最高热效率达成41.07%的突破。对比主流汽油发动机普遍处于36%-38%左右的热效率,东风风神不仅成功刷新了自主品牌的最高水平,也足以比肩丰田等世界领先车企水平。
通过改善燃烧、降摩擦、降低传热损失、减少泵气损失等多种技术手段,C15TDR发动机不仅实现了热效率的突破性提升,更在排放管理上达成了显著成果。经过试验验证,C15TDR发动机不仅全面达成国6b排放标准,更提前布局未来可能推出的国7排放标准,预留出足够的环保“潜力”。
C15TDR发动机的关键系统历经120余项单体验证,累计台架试验台时超过43000小时,实车验证里程超过700万公里,相当于绕赤道175圈。通过严苛的测试考验,C15TDR发动机的可靠性得到了充分的验证。也正是出于对产品实力的强大自信,东风风神推出了10年不限里程的超长质保政策,充分为消费者的日常用车场景考虑,让客户享受畅行无忧的用车生活。?
编辑点评:作为东风风神基于平台化、模块化理念而开发出的新一代高性能涡轮增压发动机,C15TDR发动机的诞生意味着东风风神的自主研发水平达成了新的突破,而41.07%的超高热效率、102kW/L的超高升功率和217Nm/L的超高升扭矩,也象征着中国发动机技术拥有了比肩国际一线水平的实力。据悉,C15TDR发动机未来将搭载在AX7 Pro或奕炫等车型上,最快能在2021年初上市。
为25%-35%。
汽油发动机的热效率在25%-35%之间。汽油发动机在将燃料的热能转化为有效功率时,会有25%-35%的能量损失。相较于柴油发动机,汽油发动机的热效率较低。汽油发动机的优点包括体积小、重量轻、易维修、输出功率大和省油等方面。存在一些缺点,热效率低、油耗高和污染排放较高。在追求更高效率和环保性能的背景下,不断改进汽油发动机的热效率成为了汽车工程师们的重要目标。用先进的燃烧技术、提高压缩比、减少摩擦损失等措施,可以提高汽油发动机的热效率,减少能量损失,降低油耗和污染排放,更好地满足用户的需求和环境的要求。
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